JP6414422B2

JP6414422B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6414422B2
Application number: JP2014189496A
Authority: JP
Inventors: 祐樹本田; 拓真西尾
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: US20160077457A1; US9411257B2; JP2016060099A

Description

この発明は、複数の発光部を持つ光源を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、個々に点灯が制御可能な複数の発光部を有する光源を用いて走査露光が行われるものがある。

そのような画像形成装置は、複数の発光部を有する光源を用いた走査露光によって、一度に光源数分のライン画像を感光体に書込むことが可能になり、ページ印刷に要する時間が短縮され、高速化が図れる。
その光源には、レーザダイオードアレイ（ＬＤＡ）や面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）等が利用されている。
レーザダイオード（ＬＤ）は、使用するにつれて徐々に劣化し、許容限度を超えると寿命に達する。

ただ、実際に特性が低下する前に余裕を見て部品を交換するのが普通であり、寿命を予測し、予測した寿命に達する前の適当な時期に部品交換を行う。
ＬＤの場合、点灯時間が寿命を決める目安となることが既に知られている。
例えば、特許文献１には、マルチビーム発光装置の各発光部の累積点灯量（又は時間）を求め、求めた各発光部の累積点灯量の差を小さくするように、各発光部に割り当てるラインを決めるようにし、各発光部の寿命のばらつきを抑制することが開示されている。

しかし、このようなレーザダイオードアレイなどの複数の発光部を持つ光源を使用する従来の画像形成装置では、印刷モードによっては全ての発光部を使用しない走査露光を行うことがある。例えば、２ｃｈＬＤＡであれば１つの発光部のみ使用する走査露光を行うことがあり、発光部間に生じる寿命のばらつきが生まれるという問題があった。

この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、複数の発光部を持つ光源の各発光部の寿命のばらつきを抑制し、長寿命化を計ることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、画像データに応じた光を照射する複数の発光部を持つ光源と、その光源の複数の発光部の点灯をそれぞれ点灯信号によって個別に制御する光源制御部とを備えた画像形成装置において、上記光源制御部は、上記光源の発光部の数より使用する発光部の数が少ない場合に、印刷開始後紙面１枚毎に、紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガーにして、上記光源の複数の発光部のうちの点灯する発光部の上記点灯信号をアサートし、点灯しない発光部の上記点灯信号をネゲートすることによって、点灯する発光部を切り替えることを特徴とする。

この発明による画像形成装置は、複数の発光部を持つ光源の各発光部の寿命のばらつきを抑制し、長寿命化を計ることができる。

この発明による画像形成装置の一実施形態としてのレーザプリンタの模式的な概略構成図である。図１における光書込部の要部の構成を示すブロック図である。２ｃｈＬＤＡにおける発光部の切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。４ｃｈＬＤＡにおける１ビームモード時の発光部の切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。４ｃｈＬＤＡにおける２ビームモード時の発光部の切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。印刷ジョブ毎の発光部の切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明による画像形成装置の一実施形態としてのレーザプリンタの模式的な概略構成を示す図である。

このレーザプリンタは、画像形成部１及び定着部２を備えている。また、周知のように、印刷データに対して必要な画像処理を行う画像処理部、印刷用紙を画像形成部１に供給する給紙部と、画像形成部１で画像形成されて定着部２で定着された印刷用紙を、排紙トレイに排出する排紙部も備えている。さらに、印刷データをパーソナルコンピュータやスキャナ等の外部装置から受信するデータ受信部、およびこのレーザプリンタの各種動作モード等を設定操作する操作キーや各種情報を表示するディスプレイ等を有する操作表示部なども備えている。

画像形成部１には、回転駆動されるドラム状の感光体１０が設けられており、その周囲に、帯電部１１、光書込部１２、現像部１３、転写部１４、分離部１５、およびクリーニング部１６等が配置されている。
この画像形成部１では、回転する感光体１０の外周面を、帯電部１１によって一様に帯電させた後、光書込部１２から、画像データに基づいて変調されたレーザビームを感光体１０に照射することによって、感光体１０の外周面に静電潜像を形成する。

次に、その感光体１０に対して、現像部１３で現像剤であるトナーを付着させて現像剤像としてのトナー画像を形成する。
その後、転写部１４で、感光体１０上のトナー画像を、給紙部から給紙路１７を通して感光体１０と転写部１４との間に給紙される被記録媒体としての印刷用紙に転写する。
そして、分離部１５によって、トナー画像が転写された印刷用紙を感光体１０から分離して、定着部２に搬送する。

定着部２は、回転駆動されて所定の定着温度に加熱される加熱ローラと、その加熱ローラに当接して加熱ローラとともに回転する加圧ローラ、および加熱ローラを所定の定着温度に加熱する加熱ヒータ等を備えている。そして、トナー画像が転写された印刷用紙を加熱ローラと加圧ローラで加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を用紙に定着させて、画像形成する。
また、画像形成部１は、トナー画像の転写が完了した感光体１０をクリーニング部１６で除電して残留トナーをクリーニングした後、帯電部１１で一様に帯電させて、再度、画像形成を行う。

図２は光書込部１２の要部の構成を示すブロック図である。この図２において、破線の矢印はいずれもレーザビームを示す。
光書込部１２は、書込駆動部２０とポリゴンミラー３０を備えている。
その書込駆動部２０は、光源制御部２１と、光源２２と、フォトダイオードを有する同期検知センサ２３を備えている。光源２２は発光部として、それぞれ光であるレーザビームを出射する２個のレーザダイオード（以下ＬＤと略称する）２２Ａ，２２Ｂを配置したレーザダイオードアレイ（以下ＬＤＡと略称する）である。以下の説明では、ＬＤ２２ＡをＬＤ１、ＬＤ２２ＢをＬＤ２ともいう。

これらの他にも、当業者に周知のｆθレンズ、反射ミラー及び同期反射ミラーも備えている。
ポリゴンミラー３０は、ポリゴンモータによって、レーザプリンタの画像密度に応じた角速度で回転される、回転多面鏡である。図示の例では、平面形状が正六角形で、外周に６面の反射面を形成している。
光源２２及び同期検知センサ２３とポリゴンミラー３０は光源制御部２１によって制御される。光源制御部２１は、光源２２の複数の発光部であるＬＤ２２Ａ，２２Ｂ（ＬＤ１，ＬＤ２）の点灯をそれぞれ個別に制御することができる。

光源２２のＬＤ２２Ａ，２２Ｂのいずれか又は両方から出射されたレーザビームは、ポリゴンミラー３０によって反射され、光走査するレーザビームになる。そのレーザビームがｆθレンズを透過して、反射ミラーで反射され、感光体１０上に結像する。
ポリゴンミラーが回転することによって、反射ミラー上のレーザビームの入射位置（反射位置）は矢印Ｓで示す方向に移動し、感光体１０上の結像位置を矢印Ｓの方向に移動する。矢印Ｓの方向は感光体１０の形状である円筒の母線の方向であり、画像の主走査方向である。

ｆθレンズを透過したレーザビームの一部、すなわち、感光体１０の表面上でのレーザビームの走査線上であって、画像形成領域から外れた位置に近接して配設された同期反射ミラーにも入射する。同期反射ミラーは、入射したレーザビームを同期検知センサ２３に反射する。
同期検知センサ２３は、その反射されたレーザビームが入射されると、パルス出力である同期検知信号を生成する。この同期検知信号に基づいて、光源制御部２１が画像を感光体１０上に書き込む期間である有効走査期間を設定する。

図３〜図６は、光源２２の発光部の切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。これらの図における画像領域信号は副走査方向の書込み領域を示す信号で、画像領域信号の一度のアサート期間は紙面一枚分の期間である。
ＬＤ１点灯信号は光源２２のＬＤ２２Ａ（ＬＤ１）の点灯を制御する信号、ＬＤ２点灯信号はＬＤ２２Ｂ（ＬＤ２）の点灯を制御する信号であり、いずれも光源制御部２１から出力される。

画像領域信号の各アサート期間では、各ＬＤ点灯信号には複数の主走査ラインが含まれ、１つの主走査ラインでは同期点灯、ＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）点灯、主走査画像領域点灯の各領域の点灯がある。ここでは画像領域信号の期間の各領域の点灯は煩雑になるため省略している。また、画像領域信号のアサート期間と次のアサート期間の間のネゲート期間の各ＬＤ点灯信号は同期点灯とＡＰＣ点灯を行っている。これも同様に省略している。

図３は、光源２２として２ｃｈＬＤＡを用いた光書込部１２の構成において、１ビームモードの動作時に、紙面４枚連続印刷を行う場合の例を示している。２ｃｈＬＤＡは、発光部として２個のＬＤを有する２チャネルレーザダイオードアレイである。
画像領域信号は、紙面１枚毎にそれぞれアサート（有効に）される。印刷が開始され、最初の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにして、ＬＤ１点灯信号がアサートされる。

その後、次の２枚目の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにして、ＬＤ１点灯信号がネゲート（無効に）され、ＬＤ２点灯信号がアサートされる。このようにして奇数枚目の紙面はＬＤ１点灯信号がアサートされ、偶数枚面の紙面はＬＤ２点灯信号がアサートされる。つまり、印刷する紙面が変わる毎に点灯ＬＤが交互に切り替わる。
この動作を行うことにより、光源２２の２つの発光部であるＬＤ１とＬＤ２の使用時間の偏りをなくすことができ、光源２２を長寿命化することができる。

図４は、光源として４ｃｈＬＤＡを用いた光書込部の構成での１ビームモードの動作時に、紙面４枚連続印刷を行う場合の例を示している。
この場合の光書込部は、図２に示した光書込部１２と同様の構成であるが、光源２２に代えて、発光部として４個のＬＤを配置した４ｃｈＬＤＡ（４チャネルレーザダイオードアレイ）を光源としている。
ＬＤ１点灯信号、ＬＤ２点灯信号、ＬＤ３点灯信号、ＬＤ４点灯信号は、それぞれその光源の各ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４とする）の発光を制御する信号とする。

画像領域信号は紙面１枚毎にそれぞれアサートされる。印刷が開始され最初の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにしてＬＤ１点灯信号がアサートされる。その後、次の２枚目の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにしてＬＤ１点灯信号がネゲートされ、ＬＤ２点灯信号がアサートされる。続いて、次の３枚目の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにしてＬＤ２点灯信号がネゲートされ、ＬＤ３点灯信号がアサートされる。最後に、次の４枚目の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにしてＬＤ３点灯信号がネゲートされ、ＬＤ４点灯信号がアサートされる。

このようにして、印刷開始の紙面から印刷紙面が変わる毎に、４つの発光部であるＬＤ１〜ＬＤ４が順番で点灯するように切り替わり、ＬＤ４の点灯が終わればＬＤ１の点灯に戻る。これを印刷動作が終わるまで繰り返す。
この動作を行うことにより、光源の４つの発光部であるＬＤ１〜ＬＤ４の使用時間の偏りをなくすことができ、光源を長寿命化することができる。

図５は、光源として４ｃｈＬＤＡを用いた光書込部の構成での２ビームモードの動作時に、紙面４枚連続印刷を行う場合の例を示している。
この場合の光書込部の構成は図４の例の場合と同じであり、発光部として４個のＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４とする）を配置した４ｃｈＬＤＡを光源としている。

画像領域信号は紙面１枚毎にそれぞれアサートされる。印刷が開始され最初の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにして、ＬＤ１点灯信号とＬＤ２点灯信号がアサートされる。その後、次の２枚目の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにして、ＬＤ１点灯信号とＬＤ２点灯信号がネゲートされ、ＬＤ３点灯信号とＬＤ４点灯信号がアサートされる。このようにして印刷開始の紙面から印刷紙面が変わる毎に第１のＬＤ及び第２のＬＤの点灯と、第３のＬＤ及び第４のＬＤの点灯とを交互に切り替える。

この動作を行うことにより、光源の４つの発光部であるＬＤ１〜ＬＤ４の使用時間の偏りをなくすことができ、光源を長寿命化することができる。
同時に点灯させる２つのＬＤの組み合わせは、これに限らないが、副走査方向に隣り合うラインのＬＤの組み合わせで、ＬＤを点灯させる必要がある。

図３〜図５の例では、紙面毎の点灯ＬＤの切り替え動作の場合を説明したが、図６ではジョブ毎での点灯ＬＤの切り替え動作の場合を説明する。
２ｃｈＬＤＡを用いた光書込部の構成での１ビームモード時の走査露光であり、一回目のジョブで紙面２枚連続印刷を行い、二回目のジョブでも紙面２枚連続印刷を行っている。
画像領域信号は紙面２枚毎にそれぞれアサートされる。一回目のジョブが開始され最初の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにしてＬＤ１点灯信号がアサートされ、ジョブが終了すると全てのＬＤ１点灯信号がネゲートされる。

その後、二回目のジョブの紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガにして、ＬＤ２点灯信号がアサートされ、ジョブが終了するとＬＤ２点灯信号がネゲートされる。このようにしてジョブ毎に点灯するＬＤを切り替える。
この動作を行うことにより、ジョブをまたいで２つの発光部ＬＤ１とＬＤ２の使用時間の偏りをなくすことができ、光源を長寿命化することができる。
ここでは２ｃｈＬＤＡを用いた光書込部の構成での１ビームモード時の走査露光を例に記載したが４ｃｈＬＤＡを用いた光書込部の構成での２ビームモード時の走査露光でも同様の制御を行うことができる。

以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
この発明を適用する画像形成装置としては、プリンタに限らず、印刷装置、複写装置、ファクシミリ装置、それらの複数の機能を備えた複合機などでもよい。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されるものではないことは言うまでもない。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。

１：画像形成部２：定着部１０：感光体１１：帯電部
１２：光書込部１３：現像部１４：転写部１５：分離部
１６：クリーニング部１７：給紙路２０：書込駆動部
２１：光源制御部２２：光源
２２Ａ，２２Ｂ：レーザダイオード（ＬＤ：発光部）
２３：同期検知センサ３０：ポリゴンミラー

特開２０１０−２１４６１２号公報

Claims

画像データに応じた光を照射する複数の発光部を持つ光源と、該光源の前記複数の発光部の点灯をそれぞれ点灯信号によって個別に制御する光源制御部とを備えた画像形成装置において、
前記光源制御部は、前記光源の発光部の数より使用する発光部の数が少ない場合に、印刷開始後紙面１枚毎に、紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガーにして、前記光源の複数の発光部のうちの点灯する発光部の前記点灯信号をアサートし、点灯しない発光部の前記点灯信号をネゲートすることによって、点灯する発光部を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
画像データに応じた光を照射する複数の発光部を持つ光源と、該光源の前記複数の発光部の点灯をそれぞれ点灯信号によって個別に制御する光源制御部とを備えた画像形成装置において、
前記光源制御部は、前記光源の発光部の数より使用する発光部の数が少ない場合に、印刷開始後ジョブ毎に、最初の紙面に対応した画像領域信号のアサートをトリガーにして、前記光源の複数の発光部のうちの点灯する発光部の前記点灯信号をアサートし、点灯しない発光部の前記点灯信号をネゲートすることによって、点灯する発光部を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記光源が、前記複数の発光部として２個のレーザダイオードを有する２チャネルレーザダイオードアレイであり、
前記光源制御部は、１ビームモードの動作時に前記点灯する発光部の切り替えを行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記光源が、前記複数の発光部として４個のレーザダイオードを有する４チャネルレーザダイオードアレイであり、
前記光源制御部は、１ビームモードの動作時に前記点灯する発光部の切り替えを行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記光源が、前記複数の発光部として４個のレーザダイオードを有する４チャネルレーザダイオードアレイであり、
前記光源制御部は、２ビームモードの動作時に前記点灯する発光部の切り替えを行うことを特徴とする画像形成装置。